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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung einer Silhouette eines Fahrzeuggespanns in von einer Fahrzeugaußenkamera erzeugten Kamerabildern nach der im Oberbegriff von Anspruch näher definierten Art sowie ein Fahrzeug mit wenigstens einer Fahrzeugaußenkamera und einer Recheneinheit.
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Zum sicheren Führen eines Fahrzeugs ist es notwendig, dass eine fahrzeugführende Person ein Fahrzeugumfeld mit ausreichender Aufmerksamkeit überwacht. Dabei ist neben einem dem Fahrzeug vorausliegenden Umgebungsbereich auch ein rückwärtiger Bereich des Fahrzeugs einzusehen. Hierzu kann die fahrzeugführende Person einen Schulterblick durchführen oder in einen Innen- oder Außenspiegel des Fahrzeugs blicken. Insbesondere bei einem Fahrzeuggespann aus einem Zugfahrzeug und einem an dem Zugfahrzeug angeschlossenen Anhänger kann die fahrzeugführende Person den Anhänger durch einen Blick in die Außenspiegel des Fahrzeugs beobachten, beispielsweise um zu kontrollieren, dass der Anhänger beim Rangieren bei langsamer Fahrt an kein Hindernis anstößt. Die Außenspiegel des Fahrzeugs bilden Vorsprünge einer Fahrzeugkarosserie aus und verwirbeln somit eine das Fahrzeug anströmende Luft. Hierdurch wird ein Widerstandsbeiwert des Fahrzeugs nachteilig vergrößert, was eine bremsende Kraft auf das Fahrzeug bewirkt, wodurch wiederum ein Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs steigt. Dieses Problem ist insbesondere für Lkws problematisch, da diese vergleichsweise großen Außenspiegel aufweisen.
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Zur Verringerung eines Luftwiderstands von Fahrzeugen ist bekannt, die Außenspiegel des Fahrzeugs durch Kameras zu ersetzen, welche aufgrund ihrer im Vergleich zu einem Außenspiegel kleinen Größe des Widerstandsbeiwerts des Fahrzeugs weniger stark beeinträchtigen. Dabei werden von einer Fahrzeugaußenkamera erzeugte Kamerabilder auf einer Anzeige im Fahrzeug, welche insbesondere nahe einer üblichen Außenspiegelposition im Fahrzeug angeordnet ist, dargestellt.
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Während der Nutzung eines Fahrzeuggespanns kann es vorkommen, dass sich der Anhänger horizontal seitlich zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeuggespanns zum Zugfahrzeug bewegt. Dies ist beispielsweise bei Anhängerschwingungen oder bei einer Kurvenfahrt der Fall. Insbesondere bei einer Kurvenfahrt kann sich dabei der Anhänger bzw. eine Hinterkante des Anhängers aus einem Sichtfeld eines Fahrzeugaußenspiegels oder einer entsprechenden einen Fahrzeugaußenspiegel ersetzenden Kamera hinausbewegen. Weist das Fahrzeug Außenspiegel auf, so kann die fahrzeugführende Person ihren Kopf hin und herbewegen, um durch einen Blick in einen der Außenspiegel einen rückwärtig gerichteten Blickwinkel so zu verschieben, dass die fahrzeugführende Person weiterhin das Ende des Anhängers erkennen kann. Dies ist bei Verwendung einer Kamera als Ersatz für einen Außenspiegel nicht möglich. Zur Lösung des Problems sind aus dem Stand der Technik Verfahren und Vorrichtungen zum Nachführen des Kamerabilds auf der Anzeige bekannt, damit auch bei Verwenden einer Kamera als Außenspiegel die fahrzeugführende Person das Ende des Anhängers auch bei einer Kurvenfahrt weiter beobachten kann.
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So ist beispielsweise bekannt, mit Hilfe von Sensoren eine Kopfposition der fahrzeugführenden Person zu erfassen und in Abhängigkeit einer Bewegung der Kopfposition der fahrzeugführenden Person das auf der Anzeige dargestellte Kamerabild zu verschieben. Ferner ist aus der
DE 10 2016 216 956 A1 ein Verfahren zur Nachführung eines Bildausschnitts bekannt. Mit Hilfe des Verfahrens wird eine vertikale Hinterkante eines Fahrzeuganhängers aus zumindest zwei zeitlich aufeinander folgenden Kamerabildern erkannt und ein auf einer einem Fahrzeugaußenspiegel ersetzenden Anzeige ein dargestelltes Kamerabild entsprechend der Bewegung der vertikalen Fahrzeughinterkante nachgeführt. Dabei erhöht die Auswertung zumindest zweier aufeinander folgender Kamerabilder eine Zuverlässigkeit einer Kantenpositionsdetektion im Vergleich zur Auswertung eines Standbilds. Das Kamerabild wird dabei so nachgeführt, dass permanent wenigstens ein Teil einer rückwärtigen Umwelt des Fahrzeugs als auch die Hinterkante des Anhängers auf der Anzeige sichtbar ist. Hierzu wird das Kamerabild gestaucht, linear verschoben oder ein vergrößerter Bildausschnitt eingeblendet. Um die Bewegungsgeschwindigkeit der Anhängerhinterkante zu bestimmen, werden in den von der Kamera erzeugten Kamerabildern wenigstens eine gerade oder gekrümmte horizontal verlaufende Linie eingeblendet, welche einen Schnittpunkt mit der vertikalen Hinterkante des Anhängers aufweist. Für diesen Schnittpunkt wird ein Bewegungsvektor sowie ein Verlässlichkeitsmaß zum Gewichten des Bewegungsvektors des Schnittpunkts bestimmt. Der Kamerabildausschnitt wird dabei jedoch nicht entsprechend der Bewegungsvektoren der Schnittpunkte nachgeführt. Die Bewegungsvektoren dienen vielmehr dazu, die vertikale Hinterkante des Anhängers zu erkennen. Der Kamerabildausschnitt wird dann entsprechend des Kamerabildausschnitts, in welchen sich die erkannte Hinterkante befindet, nachgeführt.
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Gemäß einer Ausführung der in der Druckschrift offenbarten Erfindung werden zur Bestimmung der Schnittpunkt-Bewegungsvektoren lokale Extrema in Ableitungen einer Bildfunktion entlang der horizontalen Linien bestimmt. Alternativ kann auch ein beliebiges Punktedetektionsverfahren entlang der horizontalen Linien durchgeführt oder Unstetigkeiten entlang der Linien detektiert werden. Somit lassen sich auch Fahrzeughinterkanten von Fahrzeugaufbauten erkennen, welche keine scharfe geradlinige vertikale Hinterkante haben. Das Verfahren bietet dabei den Vorteil, dass ein komplettes Kamerabild nicht zweidimensional ausgewertet werden muss, sondern lediglich eine eindimensionale Auswertung entlang der horizontalen Linien erfolgt. Dies reduziert einen Rechenaufwand zur Kantendetektion der Anhängerhinterkante sowie zum Nachführen des Kamerabilds. Nachteilig ist dabei jedoch, dass bei dieser eindimensionalen Analyse mehrere Verfahrensschritte durchzuführen sind. So sind zuerst geeignete horizontale Auswertelinien sowie entsprechende Schnittpunkte mit der vertikalen Anhängerhinterkante aufzufinden. Anschließend sind Bewegungsvektoren für die Schnittpunkte zu bestimmen. Diese werden anschließend mit dem Verlässlichkeitsmaß versehen. Das Verfahren ist somit aufwändig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Lokalisierung wenigstens einer Anhängerhinterkante anzugeben, welches sich durch einen vergleichsweise geringen Aufwand zum Auffinden der Anhängerhinterkante auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Lokalisierung einer Silhouette eines Fahrzeuggespanns in von einer Fahrzeugaußenkamera erzeugten Kamerabildern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Fahrzeug mit wenigstens einer Fahrzeugaußenkamera und einer Recheneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
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Bei einem Verfahren zur Lokalisierung einer Silhouette eines Fahrzeuggespanns in von einer Fahrzeugaußenkamera erzeugten Kamerabildern der eingangs genannten Art werden erfindungsgemäß folgende Verfahrensschritte ausgeführt:
- - Überlagern der wenigstens zwei zeitlich aufeinander folgenden Kamerabilder zur Erzeugung eines Bewegungsunschärfebilds;
- - Unterscheiden wenigstens eines ersten Bildbereichs des Bewegungsunschärfebilds mit einer vergleichsweise hohen Bewegungsunschärfe in eine horizontale Richtung und eines zweiten Bildbereichs des Bewegungsunschärfebilds mit einer im Vergleich zum ersten Bildbereich niedrigen Bewegungsunschärfe in die horizontale Richtung; und
- - Segmentieren des Bewegungsunschärfebilds in wenigstens den ersten und den zweiten Bildbereich, wobei die zu lokalisierende Silhouette einer Trennlinie der beiden Bildbereiche entspricht.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich die Silhouette des Fahrzeuggespanns besonders einfach erkennen. Das Überlagern den wenigstens zwei zeitlich aufeinander folgenden Kamerabildern lässt sich dabei vergleichen mit dem Aufnehmen eines Kamerabilds mit einer vergleichsweise langen Belichtungszeit. In dem entsprechenden Kamerabild werden statische Umgebungsobjekte scharf dargestellt und sich bewegende Umgebungsobjekte bzw. ein Hintergrund aufgrund von Bewegungsunschärfe unscharf dargestellt. Diese Bewegungsunschärfe verläuft in Richtung einer der Bewegung des Fahrzeuggespanns entsprechenden Vorzugsrichtung. Bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeuggespanns verläuft die Bewegungsunschärfe dabei hauptsächlich horizontal in den von der Fahrzeugaußenkamera erzeugten Kamerabildern. Dabei kann es auch vorkommen, dass der Anhänger des Fahrzeuggespanns vertikale Schwingungen ausführt, wodurch der Anhänger im Bewegungsunschärfebild kein statisches Objekt mehr ausbildet. Dies spielt jedoch zur Bestimmung der Fahrzeuggespannsilhouette keine Rolle, da hauptsächlich die Bewegungsunschärfe in die horizontale Richtung betrachtet wird, wobei der Anhänger aufgrund von vertikal ausgeführten Schwingungen in die horizontale Richtung keine, beziehungsweise nur eine vernachlässigbare Bewegungsunschärfe aufweist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass auch ein Anhängerende eines Anhängers, welcher keinen Standardaufbau aufweist erkannt wird. Hierzu zählen zum Beispiel Wechselpritschenfahrzeuge, Anhänger ohne aufgesetzten Container oder Anhänger mit einem Gabelstapler am Heck, wobei der Gabelstapler plötzlich bei einer Kurvenfahrt in einem Kamerabild sichtbar wird.
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Generell können zur Ausbildung des Bewegungsunschärfebilds auch mehr als zwei zeitlich aufeinanderfolgende Kamerabilder überlagert werden. Diese können zeitlich direkt nacheinander aufgenommen worden sein, oder auch eine zeitliche Differenz aufweisen. Beispielsweise kann nur jedes zweite Kamerabild verwendet werden. Hierdurch lässt sich bei einer langsamen Fahrgeschwindigkeit ein deutlicherer Bewegungsunschärfeffekt erzielen. Auch ist es möglich das Bewegungsunschärfebild, in Abhängigkeit einer Ausprägung der Bewegungsunschärfe, in mehr als zwei Bildbereiche zu segmentieren.
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Durch Erkennen der Silhouette des Fahrzeuggespanns lässt sich ein rückwärtiges Ende des Fahrzeuggespanns bestimmen, wodurch dem Fahrzeuggespann hinterherfahrende weitere Verkehrsteilnehmer leichter in den Kamerabildern erkannt werden. Zudem lässt sich das rückwärtige Ende als Eingangsgröße zur Berechnung eines horizontalen Abstands zu den hinterherfahrenden weiteren Verkehrsteilnehmern und/oder zum Bestimmen einer Differenzgeschwindigkeit zwischen Fahrzeuggespann und hinterherfahrenden Verkehrsteilnehmern nutzen. Ebenso lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Verfahren zur Fahrspurerkennung kombinieren. So ermöglicht es das Erkennen von Fahrspuren und der Silhouette eine Lage von Hinterrädern des Fahrzeuggespanns zu den Fahrspuren, beziehungsweise zu Fahrspurmarkierungen, zu ermitteln, um eine unzulässige Fahrspurüberschreitung seitens des Fahrzeuggespanns zu erkennen. Außerdem ermöglicht es das Erkennen der Silhouette einen Knickwinkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger zu bestimmen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass zur Charakterisierung der Bewegungsunschärfe im Bewegungsunschärfebild wenigstens eine der folgenden Methoden eingesetzt wird:
- - Anwendung eines Kantenerkennungsalgorithmus zur Erkennung von Linienmustern im Bewegungsunschärfebild, insbesondere eines gerichteten Kantenerkennungsalgorithmus; und/oder
- - Erzeugung einer Gradientenmatrix, wobei die Gradientenmatrix Gradienten von sich im Bewegungsunschärfebild vertikal und/oder horizontal ändernden Bildmerkmalsgrößen, insbesondere in Form von Graustufen und/oder Farben, umfasst, und untersuchen der Gradientenmatrix auf ein Verhältnis aus horizontal verlaufenden und vertikal verlaufenden Gradienten, wobei ein Linienmuster dann festgestellt wird, wenn das Gradientenverhältnis einen festgelegten Mindestwert übersteigt.
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Mit Hilfe der genannten Methoden lässt sich die Bewegungsunschärfe im Bewegungsunschärfebild besonders einfach und schnell charakterisieren. Dabei können als Kantenerkennungsalgorithmus generell aus dem Stand der Technik bekannte und bewährte Kantenerkennungsalgorithmen eingesetzt werden. Diese dienen dem Zweck der Erkennung der Linienmuster. Wie bereits erwähnt werden dynamische Objekte im Bewegungsunschärfebild aufgrund der Bewegungsunschärfe unscharf dargestellt, wobei die Linienmuster durch ein Verschmieren der dynamischen Objekte in die Vorzugsrichtung entstehen. Diese können dann mit einem bekannten Kantenerkennungsalgorithmus aufgefunden werden. Gerichtete Kantenerkennungsalgorithmen arbeiten dabei besonders effizient, weshalb durch ihre Verwendung eine Rechenleistung reduziert werden kann.
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Ebenso lassen sich die Linienmuster durch Auswerten der Gradientenmatrix feststellen. Dabei werden die Linien im Bewegungsunschärfebild dadurch erkannt, dass benachbarte Pixel des Bewegungsunschärfebilds entlang der Bewegungsrichtung des Fahrzeuggespanns, also vorzugsweise in horizontaler Richtung, eine ähnliche Farbe und/oder Graustufen aufweisen, und in eine orthogonale Richtung hierzu, also vorzugsweise in die vertikale Richtung, ihre Farbe bzw. Graustufe deutlich ändern. Dabei kann der festgelegte Mindestwert des Gradientenverhältnisses, ab dem aneinander angrenzenden Pixel als Linie erkannt werden, in Abhängigkeit verschiedener Randbedingungen gewählt werden. Beispielsweise kann der festgelegte Mindestwert tagsüber und nachts und/oder beim Befahren eines Tunnels verändert werden, um einer schwankenden Umgebungshelligkeit Rechnung zu tragen.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Erkennung der Linienmuster ein Kantenerkennungsalgorithmus auf die Gradientenmatrix angewendet. Hierdurch lassen sich Linienmuster noch einfacher und unter Einsatz bewährter Algorithmen in der Gradientenmatrix erkennen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass ein der zu lokalisierenden Silhouette im Wesentlichen entsprechender Teilbereich eines Kamerabilds zur Erhöhung einer Zuverlässigkeit der Lokalisierung der Silhouette zusätzlich durch ein Kantenerkennungsverfahren analysiert wird. Wie bereits erwähnt erfordert eine Kantenerkennung in einem eine Momentaufnahme zeigenden Einzelbild aufgrund einer zweidimensionalen Auswertung des Einzelbilds einen hohen Rechenaufwand und weist zudem nur eine reduzierte Zuverlässigkeit, mit der eine gesucht Kante aufgefunden wird, auf, da in einem solchen Einzelbild eine Vielzahl nicht der Silhouette des Fahrzeuggespanns entsprechenden Kanten vorliegen. Durch Einschränken eines Kamerabildbereichs, in welchem eine zu erkennende Kante gesucht wird, kann ein Kantenerkennungsverfahren zum Auffinden der gesuchten Fahrzeuggespannsilhouette besonders ressourcenschonend eingesetzt werden. Dabei kann ebenfalls ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes und bewährtes Kantenerkennungsverfahren eingesetzt werden. Dabei können ein Kantenerkennungsalgorithmus und das Kantenerkennungsverfahren auch identisch sein.
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Bevorzugt wird wenigstens ein die zu lokalisierende Silhouette im Wesentlichen zeigender Kamerabildbereich auf einer Anzeige des Fahrzeuggespanns dargestellt. Somit lässt sich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lokalisierte Silhouette zum Nachführen des Kamerabildbereichs auf der Anzeige nutzen. Hierdurch wird es einer fahrzeugführenden Person auch bei einer Kurvenfahrt ermöglicht, das Ende des Anhängers im Blick zu haben. Hierdurch kann die fahrzeugführende Person besonders sicher den Anhänger rangieren. Dabei kann es auch vorkommen, dass weitere, nicht zum Fahrzeuggespann gehörende Umgebungsobjekte als Teil des Fahrzeuggespanns bzw. der Fahrzeuggespannsilhouette erkannt werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei einer Fahrt auf einer Straße, mit einem dem Fahrzeuggespann dicht hinterherfahrenden weiterem Fahrzeug. Weist das dem Fahrzeuggespann hinterherfahrende Fahrzeug einen geringen Abstand zum Fahrzeuggespann auf und ändert eine Relativposition zum Fahrzeuggespann nicht, so kann dieses mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens als Teil des Fahrzeuggespanns erkannt werden. Dies stellt jedoch einen weiteren Vorteil zur Nachführung des Kamerabilds dar, da somit auch sichergestellt wird, dass die fahrzeugführende Person auch das dem Fahrzeuggespann hinterherfahrende Fahrzeug zuverlässig überwachen kann. Zusätzlich lassen sich Abstandslinien zwischen dem Fahrzeuggespann und dem hinterherfahrenden weiteren Fahrzeug im Kamerabildbereich einblenden.
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Besonders bevorzugt wird zur Unterscheidung des ersten Bildbereichs und des zweiten Bildbereichs des Bewegungsunschärfebilds künstliche Intelligenz, insbesondere unter Anwendung künstlicher neuronaler Netze eingesetzt. Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz lässt sich das Bewegungsunschärfebild besonders einfach und zuverlässig in die beiden Bildbereiche unterteilen. Dank der Lernfähigkeit im Zusammenhang mit künstlichen neuronalen Netzen lässt sich die Bildbereichunterscheidung zudem kontinuierlich verbessern.
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Entsprechend einer außerordentlich günstigen Weiterbildung des Verfahrens werden wenigstens zwei zeitlich aufeinander folgenden Kamerabilder zur Erzeugung des Bewegungsunschärfebilds unterschiedlich stark gewichtet. So lässt sich insbesondere ein letztes erfasstes Kamerabild besonders hoch gewichten. Hierdurch lässt sich ein Effekt ähnlich einer starken Belichtung durch „Anblitzen“ am Ende einer vergleichsweise langen Belichtungszeit beim Fotografieren eines bewegten Objekts erzeugen. Hierdurch erscheint das bewegte Objekt besonders scharf im Bewegungsunschärfebild und scheint dort einen „Bewegungsschweif‟ hinter sich her zu ziehen. Hierdurch lässt sich ein hinterherfahrendes Fahrzeug, insbesondere auch unter Einsatz künstlicher Intelligenz, noch leichter erkennen. Zudem lassen sich durch Analyse des „Bewegungsschweifs“ Bewegungsrichtung und Differenzgeschwindigkeit des hinterherfahrenden Fahrzeugs zum Fahrzeuggespann bestimmen. Generell ist es denkbar, dass zur Bestimmung der Bewegungsrichtung und Differenzgeschwindigkeit des hinterherfahrenden Fahrzeugs künstliche Intelligenz ein erstes und ein letztes aufgenommenes Kamerabild auswertet und die gesuchten Größen durch Erkennen einer Positionsverschiebung des hinterherfahrenden Fahrzeugs in den Kamerabildern bestimmt. Zur Erhöhung einer Erkennungswahrscheinlichkeit können Bildausschnitte, welche das hinterherfahrende Fahrzeug im ersten und letzten Kamerabild zeigen, auch einem Korrelationstest unterzogen werden.
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Bei einem Fahrzeug mit wenigstens einer Fahrzeugaußenkamera und einer Recheneinheit ist erfindungsgemäß die Recheneinheit dazu eingerichtet, ein im Vorigen beschriebenes Verfahren auszuführen. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen Pkw, Lkw, Transporter, Bus, Motorrad oder dergleichen handeln. Dabei ist es auch möglich, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Hinterkante des Fahrzeugs anstelle eines Anhängers erkannt wird, um somit beispielsweise einen von einer Kamera ausgebildeten Fahrzeugaußenspiegel automatisch einzustellen. Vorzugsweise bildet das Fahrzeug jedoch mit einem Anhänger ein Fahrzeuggespann aus, wodurch mit Hilfe des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ein Ende des Fahrzeuggespanns erkannt werden kann, um auch bei einer Kurvenfahrt ein Sichtfeld der den Fahrzeugaußenspiegel ersetzenden Fahrzeugaußenkamera entsprechend zum Erkennen des Endes des Fahrzeuggespanns anzupassen. Bei der Fahrzeugaußenkamera kann es sich um eine beliebige Kamera wie eine Mono- der Stereokamera handeln. Diese kann Licht im sichtbaren Bereich und/oder im Infrarotspektrum erfassen. Von der Fahrzeugaußenkamera erzeugte Kamerabilder werden daraufhin von der Recheneinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
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Dabei zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf ein geradeausfahrendes Fahrzeuggespann, wobei das Fahrzeuggespann anstelle von Fahrzeugaußenspiegeln Fahrzeugaußenkameras aufweist;
- 2 eine Draufsicht auf das Fahrzeuggespann aus 1, welches um eine Kurve fährt;
- 3 eine schematische Darstellung eines Kamerabildbereichs, welcher eine zu lokalisierende Silhouette des Fahrzeuggespanns im Wesentlichen zeigt;
- 4 eine schematische Darstellung eines Bewegungsunschärfebilds; und
- 5 eine weitere schematische Darstellung eines Kamerabildbereichs mit einer erkannten Fahrzeuggespannsilhouette, wobei Umrisse eines dem Fahrzeuggespann hinterherfahrenden weiteren Fahrzeugs zur Fahrzeuggespannsilhouette dazugehörig erkannt wurden.
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1 zeigt ein Fahrzeuggespann 2 aus einem Zugfahrzeug 2.1 und einem am Zugfahrzeug 2.1 angeschlossenen Anhänger 2.2. Anstelle von Fahrzeugaußenspiegeln umfasst das Zugfahrzeug 2.1 Fahrzeugaußenkameras 3. Diese weisen eine deutlich geringere in eine Fahrtrichtung F projizierte Querschnittsfläche auf, als vergleichbare Fahrzeugaußenspiegel. Hierdurch sinkt ein Widerstandsbeiwert des Zugfahrzeugs 2.1 sowie eine Angriffsfläche für Fahrtwind. Die Fahrzeugaußenkameras 3 weisen einen horizontalen Blickwinkel 13 auf. Das Zugfahrzeug 2.1 umfasst je Fahrzeugaußenkamera 3 wenigstens eine Anzeige 10, auf denen von den Fahrzeugaußenkameras 3 erzeugten Kamerabilder angezeigt werden. Dies ermöglicht es einer fahrzeugführenden Person einen rückwärtigen Bereich des Fahrzeuggespanns 2 einzusehen. Um auf den Anzeigen 10 relevante Informationen ausreichend detailliert darzustellen, wird auf den jeweiligen Anzeigen 10 lediglich ein einem reduzierten horizontalen Blickwinkel 13* entsprechender Bereich des horizontalen Blickwinkels 13 dargestellt. Dabei umfasst der reduzierte horizontale Blickwinkel 13* ein Ende des Fahrzeuggespanns 2, wobei das Ende des Fahrzeuggespanns 2 durch eine in 3 dargestellte vertikale Kante 14 des Anhängers 2.2 zu erkennen ist.
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Fährt das Fahrzeuggespann 2, wie in 2 dargestellt, um eine Kurve, so schwenkt das Ende des Fahrzeuggespanns 2 aus dem reduzierten horizontalen Blickwinkel 13* der Fahrzeugaußenkameras 3 hinaus. Damit die fahrzeugführende Person auch in diesem Fall das Ende des Fahrzeuggespanns 2 weiterhin erblicken kann, ist es notwendig, dass auf den Anzeigen 10 dargestellte Kamerabilder entsprechend einer Bewegung des Fahrzeuggespanns 2 nachgeführt werden. Hierzu wird auf einer ebenfalls vom Zugfahrzeug 2.1 umfassten Recheneinheit 11 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Lokalisierung einer in 4 dargestellten Silhouette 1 des Fahrzeuggespanns 2 ausgeführt. Dabei ist es zum einen möglich, dass der reduzierte horizontale Blickwinkel 13* innerhalb des horizontalen Blickwinkels 13 in Richtung eines Sollwinkels 13** verschwenkt wird, gestreckt oder gestaucht wird oder aber auch die Fahrzeugaußenkameras 3 durch Aktoren zum Verschwenken des horizontalen Blickwinkels 13 angesteuert werden.
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3 zeigt einen auf einer der Anzeigen 10 dargestellten, dem reduzierten horizontalen Blickwinkel 13* entsprechenden Kamerabildbereich 12 bei der in 1 dargestellten Geradeausfahrt des Fahrzeuggespanns 2. Zur Bestimmung der Silhouette 1 werden mehrere zeitlich hintereinander aufgenommene Kamerabilder zur Erzeugung eines in 4 dargestellten Bewegungsunschärfebilds 4 überlagert. Das Bewegungsunschärfebild 4 kann dabei als ein von einer der Fahrzeugaußenkameras 3 erzeugtes Kamerabild mit einer vergleichsweise langen Belichtungszeit verstanden werden. Aufgrund einer Fortbewegung des Fahrzeuggespanns 2 erscheinen im Bewegungsunschärfebild 4 bewegte Kamerabildbereiche verschwommen. Da sich das Fahrzeuggespann 2 im Wesentlichen horizontal fortbewegt, erscheint eine Bewegungsunschärfe 6 im Bewegungsunschärfebild 4 auch im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung zu verlaufen. Dabei bildet die Bewegungsunschärfe 6 Linienmuster 8 aus, welche von einem beliebigen auf der Recheneinheit 11 ausgeführten Kantenerkennungsalgorithmus detektiert werden. Hierdurch lässt sich das Bewegungsunschärfebild 4 in zwei Bildbereiche 5.1 und 5.2 auftrennen. Dabei umfasst der ersten Bildbereich 5.1 statische Kamerabildinhalte, wohingegen der zweite Bildbereich 5.2 die durch die Bewegungsunschärfe 6 unscharf dargestellten Kamerabildinhalte umfasst. Die Bildbereiche 5.1 und 5.2 werden durch eine Trennlinie 7 voneinander abgegrenzt. Dabei entspricht die Trennlinie 7 der Silhouette 1 des Fahrzeuggespanns 2. Neben einer Anwendung eines aus dem Stand der Technik bekannten Kantenerkennungsalgorithmus zur Erkennung der Linienmuster 8 kann auch ein Pixel des Bewegungsunschärfebilds 4 repräsentierende Gradientenmatrix erstellt werden, die Gradienten von sich im Bewegungsunschärfebild 4 vertikal und/oder horizontal ändernden Bildmerkmalsgrößen, insbesondere in Form von Graustufen und/oder Farben umfasst. Die Gradientenmatrix wird daraufhin auf ein Verhältnis aus horizontal verlaufenden und vertikal verlaufenden Gradienten der Bildmerkmalsgrößen untersucht, wobei dann ein Linienmuster 8 erkannt wird, wenn ein Gradientenverhältnis einen festgelegten Mindestwert übersteigt. Ebenfalls kann ein bekannter Kantenerkennungsalgorithmus auf die Gradientenmatrix zu Erkennung der Linienmuster 8 angewendet werden. Die Analyse der Gradientenmatrix findet ebenfalls auf der Recheneinheit 11 statt.
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5 zeigt eine erkannte Silhouette 1 des Fahrzeuggespanns 2, wobei die Silhouette 1 einen Umriss eines dem Fahrzeuggespann 2 hinterherfahrenden weiteren Verkehrsteilnehmers 15 umfasst. Dabei wurde der weitere Verkehrsteilnehmer 15 zum Fahrzeuggespann 2 zugehörig erkannt, da der weitere Verkehrsteilnehmer 15 keine Relativbewegung zum Anhänger 2.2 durchführt. So erscheint der weitere Verkehrsteilnehmer 15 in einem nicht dargestellten Bewegungsunschärfebild ebenfalls als statisches Objekt und ist damit zugehörig zum Bildbereich 5.1. Dies bietet jedoch Vorteile zur Nachführung des Kamerabildbereichs 12, da somit die fahrzeugführende Person ein Verkehrsgeschehen noch besser beobachten kann. Beispielsweise lässt sich somit ein plötzliches Ausscheren des Weiteren Verkehrsteilnehmers 15 zum Überholen des Fahrzeuggespanns 2 erkennen. Weist der weitere Verkehrsteilnehmer 15 einen in die horizontale Richtung verlaufenden Versatz zum Fahrzeuggespann 2 auf, kann der Kamerabildbereich 12 auch in die horizontale Richtung gestreckt dargestellt werden. Zur zuverlässigen Detektion der tatsächlichen Silhouette 1 des Fahrzeuggespanns 2 kann jedoch auch ein die gefundene Silhouette 1 des Fahrzeuggespanns 2 zeigender Teilbereich 9 des Kamerabildbereichs 12 zusätzlich durch einen weiteren bekannten Kantenerkennungsalgorithmus analysiert werden. Somit lässt sich in dem Beispiel in 5 die tatsächliche Silhouette 1 des Fahrzeuggespanns 2 von der Trennlinie 7 unterscheiden. Da in diesem Fall lediglich ein Teilbereich 9 des Kamerabildbereichs 12 von dem Kantenerkennungsalgorithmus analysiert wird, erfordert der Kantenerkennungsalgorithmus lediglich einen vergleichsweise geringen Rechenaufwand. Ebenfalls sinkt ein Risiko, dass irrelevante Kanten erkannt werden. Da mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine vollständige Silhouette 1 des Fahrzeuggespanns 2 im Kamerabildbereich 12 erkannt wird, lässt sich ein Ende des Fahrzeuggespanns 2 zuverlässig erkennen, auch bei untypischen Anhängerumrissen wie bei einem Betonmischer, einem Auflieger ohne transportierte Ladung oder auch bei einem an einer Rückseite des Anhängers 2.2 angebrachten Gabelstapler, welcher ausschließlich beim Befahren einer Kurve in den Kamerabildbereich 12 hineinragt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016216956 A1 [0005]
